本发明专利技术涉及一种杂多酸盐催化剂及其制备方法与应用，所述杂多酸盐催化剂的制备方法包括如下步骤：(1)混合无机金属盐与醇类溶剂，得到无机金属盐溶液；(2)均匀混合杂多酸溶液与步骤(1)所得无机金属盐溶液，经静置与固液分离得到杂多酸盐催化剂前驱体；(3)步骤(2)所得杂多酸盐催化剂前驱体依次经烘干与煅烧，得到所述杂多酸盐催化剂；步骤(2)所述杂多酸溶液为杂多酸与无机溶剂混合得到。本发明专利技术通过杂多酸与无机金属盐的的复合，将金属离子交换到杂多酸表面，所得杂多酸盐催化剂具有催化活性高与反应温和的特点，可高效催化碳酸二甲酯和戊二胺合成戊二氨基甲酸酯，具有良好的工业应用前景。前景。
【技术实现步骤摘要】
一种杂多酸盐催化剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及催化
，具体涉及一种杂多酸盐催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]戊二氨基甲酸酯(PDC)是一类新型生物基的氨基甲酸酯，可作为有机合成的中间体，用于合成异氰酸酯、聚氨酯等物质，应用于汽车、风电等工业领域，或人造革等轻工业行业。戊二氨基甲酸酯的合成原料戊二胺(PDA)可以由生物质发酵制得，采用生物法制备的戊二胺具有低成本、原料可再生以及绿色环保等优点，目前已推进规模化生产。
[0003]CN 108689884A公开了一种1,5
‑
戊二异氰酸酯的制备方法，该专利技术采用乙酸锆催化尿素与PDA萃取液进行氨基甲酸酯化合成氨基甲酸丁酯，再通过热裂解反应得到1,5
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戊二异氰酸酯，但在羰化过程中容易产生聚脲副产物，在实际应用中不仅降低收率，还存在堵塞管路的问题。
[0004]CN 112898184A公开了一种连续合成脂环族氨基甲酸酯方法，该方法包括以下步骤：将原料气和原料液经预热器预热到20
‑
130℃后，通入装有负载型金属催化剂的固定床反应器，在30
‑
150℃、反应压力0
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5MPa下，反应得到脂环族氨基甲酸酯。但是该方法的催化剂成本较高，且芳香族氨基甲酸酯底物的选择对转化率影响较大。
[0005]采用上述催化剂催化合成氨基甲酸酯存在成本较高以及反应产物收率低的问题，因此针对现有技术的不足，需要提供一种成本较低、制备简单且催化活性高的催化剂，从而实现戊二氨基甲酸酯的高效合成。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种杂多酸盐催化剂及其制备方法与应用，通过杂多酸与无机金属盐的复合，将金属离子交换到杂多酸表面，所得杂多酸盐催化剂活性高、反应条件温和，可用于高效合成戊二氨基甲酸酯。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种杂多酸盐催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0009](1)混合无机金属盐与醇类溶剂，得到无机金属盐溶液；
[0010](2)均匀混合杂多酸溶液与步骤(1)所得无机金属盐溶液，经静置与固液分离得到杂多酸盐催化剂前驱体；
[0011](3)步骤(2)所得杂多酸盐催化剂前驱体依次经烘干与煅烧，得到所述杂多酸盐催化剂；
[0012]步骤(2)所述杂多酸溶液为杂多酸与无机溶剂混合得到。
[0013]本专利技术提供的杂多酸盐催化剂的制备方法，通过杂多酸表面的氢与无机金属盐中的金属离子进行交换得到杂多酸盐，并且以沉淀的形式析出，通过常温混合反应实现催化剂的高效合成，所得催化剂还具备杂多酸原有的活性位点，同时引入了新的金属离子有利
于后续反应的进行。
[0014]优选地，步骤(1)所述无机金属盐与醇类溶剂的质量体积比为1g:(1
‑
15)mL，例如可以是1g:1mL、1g:3mL、1g:5mL、1g:8mL、1g:10mL、1g:12mL或1g:15mL，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]优选地，步骤(1)所述无机金属盐包括醋酸锌、醋酸锰、硝酸锌、硝酸锰、醋酸钴或硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括醋酸锌与醋酸锰的组合，硝酸锌与硝酸锰的组合，醋酸钴与硝酸钴的组合，醋酸锌、醋酸锰与硝酸锌的组合，硝酸锰、醋酸钴与硝酸钴的组合，醋酸锌、醋酸锰、硝酸锌、硝酸锰与醋酸钴的组合，或醋酸锌、醋酸锰、硝酸锌、硝酸锰、醋酸钴与硝酸钴的组合。
[0016]优选地，步骤(1)所述醇类溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇或丁醇中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括乙醇与甲醇的组合，丙醇与丁醇的组合，乙醇、甲醇与丙醇的组合，甲醇、丙醇与丁醇的组合，或乙醇、甲醇、丙醇与丁醇的组合。
[0017]优选地，步骤(2)所述杂多酸溶液中杂多酸与无机溶剂的质量体积比为1g:(1
‑
10)mL，例如可以是1g:1mL、1g:3mL、1g:5mL、1g:8mL或1g:10mL，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，步骤(2)所述杂多酸溶液与无机金属盐溶液的体积比为1:(2
‑
8)，例如可以是1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7或1:8，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]本专利技术所述杂多酸溶液与无机金属盐溶液的比例对所述杂多酸盐催化剂的催化性能具有一定影响，当比例过低，无机盐金属仅有部分金属离子与杂多酸进行表面离子交换；当比例过高，不利于两者之间的反应，杂多酸盐生成量较少，因此本专利技术将二者的比例控制在合理范围内。
[0020]优选地，所述杂多酸包括硅钨酸、磷钨酸、硅钼酸或磷钼酸中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括硅钨酸与磷钨酸的组合，硅钼酸与磷钼酸的组合，硅钨酸、磷钨酸与硅钼酸的组合，磷钨酸、硅钼酸与磷钼酸的组合，或硅钨酸、磷钨酸、硅钼酸与磷钼酸的组合。
[0021]优选地，所述无机溶剂包括去离子水。
[0022]优选地，步骤(2)所述混合的步骤为：将所述无机金属盐溶液加入杂多酸溶液并混合均匀。
[0023]优选地，步骤(2)所述静置的时间为10
‑
14h，例如可以是10h、11h、12h、13h或14h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，步骤(3)所述烘干的温度为50
‑
120℃，例如可以是50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，步骤(3)所述烘干的时间为6
‑
12h，例如可以是6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，步骤(3)所述煅烧的温度为200
‑
500℃，例如可以是200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，步骤(3)所述煅烧的时间为1
‑
5h，例如可以是1h、2h、3h、4h或5h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0028]作为本专利技术第一方面所述杂多酸盐催化剂的制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
[0029](1)混合无机金属盐与醇类溶剂，得到无机金属盐溶液；
[0030]所述无机金属盐与醇类溶剂的质量体积比为1g:(1
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15)mL；
[0031](2)均匀混合杂多酸溶液与步骤(1)所得无机金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种杂多酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合无机金属盐与醇类溶剂，得到无机金属盐溶液；(2)均匀混合杂多酸溶液与步骤(1)所得无机金属盐溶液，经静置与固液分离得到杂多酸盐催化剂前驱体；(3)步骤(2)所得杂多酸盐催化剂前驱体依次经烘干与煅烧，得到所述杂多酸盐催化剂；步骤(2)所述杂多酸溶液为杂多酸与无机溶剂混合得到。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述无机金属盐与醇类溶剂的质量体积比为1g:(1
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15)mL；优选地，步骤(1)所述无机金属盐包括醋酸锌、醋酸锰、硝酸锌、硝酸锰、醋酸钴或硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述醇类溶剂包括乙醇、甲醇、丙醇或丁醇中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述杂多酸溶液中杂多酸与无机溶剂的质量体积比为1g:(1
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10)mL；优选地，步骤(2)所述杂多酸溶液与无机金属盐溶液的体积比为1:(2
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8)；优选地，所述杂多酸包括硅钨酸、磷钨酸、硅钼酸或磷钼酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述无机溶剂包括去离子水；优选地，步骤(2)所述静置的时间为10
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14h。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述烘干的温度为50
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120℃；优选地，步骤(3)所述烘干的时间为6
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12h；优选地，步骤(3)所述煅烧的温度为200
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500℃；优选地，步骤(3)所述煅烧的时间为1
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5h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合无机金属盐与醇类溶剂，得到无机金属盐溶液；所述无机金属盐与醇类溶剂的质量体积比为1g:(1
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15)mL；(2)均匀混合杂多酸溶液与步骤(1)所得无机金属盐溶液，经静置10
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14h与固液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利国，惠祥，陈家强，曹妍，李会泉，贺鹏，徐爽，郑征，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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